Номер 1, страница 49 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава I. Строение веществ. Параграф 9. Дисперсные системы. Проверьте свои знания - номер 1, страница 49.

Условие.

1. Что такое дисперсные системы? Чем они отличаются от других смесей и от истинных растворов?

Решение.

Решение 2.

Дисперсные системы — это смеси, состоящие как минимум из двух веществ (фаз), которые практически не смешиваются и не реагируют друг с другом химически. Одно вещество в виде мелко раздробленных частиц (дисперсная фаза) распределено в объеме другого вещества (дисперсионной среды). Главной характеристикой, по которой классифицируют дисперсные системы, является размер частиц дисперсной фазы (степень дисперсности).

Выделяют три основных типа дисперсных систем:

• Грубодисперсные системы (взвеси): размер частиц более 100 нм ($> 100 \cdot 10^{-9}$ м). Они гетерогенны и неустойчивы, частицы осаждаются или всплывают. Примеры: суспензии (глина в воде), эмульсии (молоко).
• Тонкодисперсные (коллоидные) системы: размер частиц от 1 до 100 нм ($1 \cdot 10^{-9}$ - $100 \cdot 10^{-9}$ м). Они также гетерогенны, но более устойчивы благодаря броуновскому движению. Для них характерен эффект Тиндаля (рассеяние света). Примеры: золи (клей), гели (желе), туман, дым.
• Истинные (молекулярные) растворы: размер частиц менее 1 нм ($< 1 \cdot 10^{-9}$ м). Частицы дисперсной фазы — это отдельные молекулы или ионы. Эти системы гомогенны (однородны), прозрачны и термодинамически устойчивы. Пример: раствор сахара или соли в воде. С точки зрения классификации, их относят к молекулярно-дисперсным системам.

Отличие дисперсных систем от других смесей и от истинных растворов

Понятие «дисперсная система» очень широкое и включает в себя как гетерогенные смеси (взвеси, коллоиды), так и гомогенные (истинные растворы). Отличие от "других", т.е. механических смесей (например, смесь железных опилок и песка), заключается в гораздо более высокой степени измельчения и равномерности распределения фаз. Однако ключевые различия проявляются при сравнении гетерогенных дисперсных систем (коллоидов и взвесей) с гомогенными истинными растворами.

Ключевые отличия от истинных растворов:

1. Размер частиц. В истинных растворах частицы растворенного вещества имеют размер молекул или ионов ($< 1$ нм). В коллоидных и грубодисперсных системах частицы значительно крупнее ($> 1$ нм) и представляют собой скопления (агрегаты) молекул.
2. Однородность (гомогенность). Истинные растворы являются гомогенными системами, то есть их свойства одинаковы в любой точке объема, и отсутствует граница раздела фаз. Коллоидные и грубодисперсные системы являются гетерогенными — в них существует поверхность раздела между частицами дисперсной фазы и дисперсионной средой.
3. Устойчивость. Истинные растворы термодинамически устойчивы и могут существовать бесконечно долго без разделения на компоненты. Коллоидные системы лишь кинетически устойчивы (не оседают, но могут разрушаться при внешнем воздействии — коагулировать). Грубодисперсные системы неустойчивы и со временем самопроизвольно разделяются.
4. Оптические свойства. Истинные растворы оптически прозрачны. Коллоидные системы способны рассеивать проходящий через них свет (эффект Тиндаля), из-за чего выглядят мутноватыми или опалесцируют. Грубодисперсные системы обычно непрозрачны.
5. Фильтрация. Частицы в истинных растворах проходят через любые фильтры, включая ультрафильтры. Коллоидные частицы проходят через обычные бумажные фильтры, но задерживаются ультрафильтрами. Частицы грубодисперсных систем задерживаются обычными фильтрами.

Ответ: Дисперсная система — это система из двух и более компонентов, где одно вещество в измельченном виде (дисперсная фаза) распределено в другом (дисперсионная среда). От других смесей (например, механических) они отличаются высокой степенью раздробленности и равномерностью распределения фаз. От истинных растворов гетерогенные дисперсные системы (коллоиды и взвеси) отличаются большим размером частиц дисперсной фазы ($> 1$ нм), неоднородностью (наличием границы раздела фаз), меньшей устойчивостью и способностью рассеивать свет (эффект Тиндаля). Истинные растворы, напротив, гомогенны, устойчивы, а размер частиц в них не превышает 1 нм.